近年來,我國北方大部地區(qū)空氣質量指數(shù)頻頻“爆表”,人們談“霾”色變,大氣污染防治越來越受到關注,已成為國家部署的一項重要工作。為削減污染物排放,我國北方多數(shù)城市已陸續(xù)開展燃煤集中供熱鍋爐的改燃工作,其中“煤改氣”是煤改燃的重要方式。
燃煤集中供熱鍋爐“煤改氣”
一、“煤改氣”常見問題
在集中供熱鍋爐“煤改氣”工作完成后,鍋爐向大氣中排放的煙塵將基本消失,二氧化硫和二氧化 氮排放物也將大幅降低,并且使用燃氣鍋爐的效率要遠遠高于燃煤鍋爐。不過在“煤改氣”光彩的背后,也存在著許多問題。
1、天然氣供應問題
隨著北方地區(qū)供熱改燃等一系列環(huán)保項目的陸續(xù)實施,天然氣需求量將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。但我國是“富煤、貧油、少氣”的國家,天然氣勘探開發(fā)相對滯后,對外依存度較高,受國際政 治、市場、匯率、油氣產量等影響,上游天然氣供應保障上存在不確定因素。
此外,我國一些城市在城鎮(zhèn)天然氣基礎設施建設上還存在兩個問題:
1)儲氣調峰能力仍十分薄弱
現(xiàn)有儲氣設施及管道的儲氣能力較低,缺乏有效的調峰手段,應急保障能力十分脆弱,如遇惡略天氣和其它不可抗力影響,供氣安 全將無法得到保障。
2)管網(wǎng)接收能力存在缺陷
不僅上游供氣主管線建設缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,市內燃氣運營企業(yè)多,城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)也互不連通,難以在上游氣源短缺時進行串換、互為補充,隨著全市用氣量大幅增加,原有管網(wǎng)輸送能力遠不能滿足需求,資源保障能力有待加強。
2、氮氧化物排放問題
燃氣供熱的氮氧化物排放問題近年來廣受關注,是爭議焦點。天津市2016 年發(fā)布了(DB12/151-2016) 《鍋爐大氣污染物排放標準》,對燃氣鍋爐氮氧化物排放標準提出更加嚴格的要求,在用鍋爐排放限值為150mg/Nm3(原排放標準為300mg/Nm3),新建鍋爐排放限值為80mg/Nm3(原排放標準為150mg/Nm3),但由于大部分供熱鍋爐在2016 年以前已實施煤改氣,當時氮氧化物排放標準為300mg/Nm3,因此,需要對在用燃氣鍋爐進一步實施低氮燃燒改造。
北京市于2017 年4 月1 日起,對全市新建鍋爐執(zhí)行30mg/Nm3 的排放限值,對位于高污染燃料禁燃區(qū)內的在用鍋爐執(zhí)行80mg/Nm3排放限值,與天津市排放限值要求不同。京津冀地區(qū)未形成統(tǒng)一的排放標準和技術規(guī)范,這不利于區(qū)域協(xié)同防治大氣污染工作的開展。
3、經(jīng)濟效益問題
受天然氣價格影響,燃氣鍋爐供熱成本價格倒掛嚴重。以天津為例,按照天然氣2.67 元/立方米計算,燃氣鍋爐供熱成本約33 元/平方米,高于現(xiàn)行25 元/平方米的居民采暖收費標準。為緩解供熱企業(yè)經(jīng)營壓力,每年需對燃氣供熱單位進行補貼,增加了財政負擔。
二、應對措施建議
燃煤集中供熱鍋爐“煤改氣”
為更好地發(fā)揮燃煤集中供熱鍋爐“煤改氣”的優(yōu)勢,克服可能存在的問題,鍋爐“煤改氣”工程可采取如下應對措施。
1、推動天然氣體制改革
大力拓展上游氣源,充分利用國內外資源,逐步形成國產氣、進口氣、煤制天然氣和煤層氣等多氣源、多方向的供應格局;其次,統(tǒng)籌規(guī)劃布局,推進城鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)、儲氣調峰等基礎設施建設,提高供氣保障能力,保證供氣安 全。同時,理順天然氣和供熱價格,逐步形成“市場主 導、政府托底,群眾可承受、企業(yè)可消納”的動態(tài)機制。
2、降低燃氣鍋爐氮氧化物排放
NOX的形成主要分為燃料型、熱力型和快速型,通用的燃燒控制技術有燃燒優(yōu)化控制和末端治理兩種。燃燒優(yōu)化控制是指優(yōu)化燃燒過程,降低NOX的合成,對熱力型NOX效果尤為顯著; 末端治理技術是指在NOX產生后進行后處理,如鍋爐尾部脫硫脫硝。
我國的燃氣鍋爐低氮排放措施主要采用燃燒優(yōu)化控制技術,降低燃燒溫度,從而降低NOX排放。要實現(xiàn)30mg/m3 以下的超低NOX排放,主流技術有三種,分別是:FGR(低氮擴散式燃燒器+煙氣再循環(huán)技術)、FPB (全預混燃燒器)、水冷預混燃燒器。這三種技術均能達到30mg/m3 的排放標準。
燃氣鍋爐低氮排放措施主要采用燃燒優(yōu)化控制技術 FGR FPB
結合實際情況,科學合理地選擇低氮燃燒技術,開展燃氣鍋爐低氮燃燒脫硝改造,進一步削減燃氣鍋爐氮氧化物排放量。同時,建議有關部門統(tǒng)籌考慮,統(tǒng)一京津冀地區(qū)的污染物排放標準,便于區(qū)域協(xié)同治理。
3、創(chuàng)新供熱方式
一方面鼓勵利用地熱能、太陽能、生物質能等可再生能源供熱,“宜集中則集中、宜分散則分散”,進一步優(yōu)化供熱能源結構,提高可再生能源比重。另一方面推廣燃氣分布式熱電冷三聯(lián)供項目,并探索“燃氣供熱+地熱”“熱電聯(lián)產+燃氣供熱調峰”等“燃氣供熱+”新模式,提高能源整體利用效率,降低供熱成本。政府層面應合理制定配套政策,加大支持力度和引導。